2015年 35卷 第2期
2015, 35(2): 145-156.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0145-12
在线阅读
PDF 
本文被引
摘要:
利用高功率激光诱导的应力波对固体材料进行高应变率斜波压缩，是近年来快速发展的新型动高压实验技术。与传统加载手段不同，它可以在数ns时间内以极高的应变率(106~109 s-1)将薄样品平滑加载到数千万大气压，并仍然保持其固体状态。结合多种先进的诊断技术，可以测得样品材料的热力学、动力学参数和原位微观结构特性，是研究动高压物理、物态方程和高应变率动力学问题的先进途径。本文梳理了这种技术的发展历程，对其加载和诊断技术以及已取得的主要结果进行综述，并展望了其发展前景。
利用高功率激光诱导的应力波对固体材料进行高应变率斜波压缩，是近年来快速发展的新型动高压实验技术。与传统加载手段不同，它可以在数ns时间内以极高的应变率(106~109 s-1)将薄样品平滑加载到数千万大气压，并仍然保持其固体状态。结合多种先进的诊断技术，可以测得样品材料的热力学、动力学参数和原位微观结构特性，是研究动高压物理、物态方程和高应变率动力学问题的先进途径。本文梳理了这种技术的发展历程，对其加载和诊断技术以及已取得的主要结果进行综述，并展望了其发展前景。
2015, 35(2): 157-163.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0157-07
摘要:
利用数值模拟和理论计算分析了炸药JWL状态方程参数与爆轰参数封闭的重要性；获得了利用圆筒实验测试结果计算炸药爆轰产物绝热等熵指数和爆压的方法；建立了与爆轰参数封闭的JWL状态方程参数的确定方法，并依据公布的圆筒实验数据，应用于两种典型炸药JWL状态方程参数的确定，获得的参数与炸药爆轰参数严格封闭，数值模拟结果与实验结果一致性好，表明炸药JWL参数确定方法合理可靠。
利用数值模拟和理论计算分析了炸药JWL状态方程参数与爆轰参数封闭的重要性；获得了利用圆筒实验测试结果计算炸药爆轰产物绝热等熵指数和爆压的方法；建立了与爆轰参数封闭的JWL状态方程参数的确定方法，并依据公布的圆筒实验数据，应用于两种典型炸药JWL状态方程参数的确定，获得的参数与炸药爆轰参数严格封闭，数值模拟结果与实验结果一致性好，表明炸药JWL参数确定方法合理可靠。
2015, 35(2): 164-170.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0164-07
摘要:
建立了高速列车头车的有限元模型，运用有限元软件LS-DYNA模拟了头车碰撞刚性墙的冲击过程。在碰撞发生时，原有设计方案的牵引梁主体的变形以整体屈曲为主，不利于缓冲吸能。在对原设计的耐撞性分析的基础上，建议对原有牵引梁结构加以改进，并在前端增加两组不同尺寸和厚度的带圆角的方管作为缓冲吸能管，考虑了在缓冲管中填充泡沫铝与否，形成了4种设计方案。数值模拟结果表明，与原设计方案相比，新方案的整个头车的吸能量有大幅度提高，刚性墙反力的峰值也有一定程度的降低，采用大的圆角半径的厚管并填充泡沫铝的方案的改进效果最明显。
建立了高速列车头车的有限元模型，运用有限元软件LS-DYNA模拟了头车碰撞刚性墙的冲击过程。在碰撞发生时，原有设计方案的牵引梁主体的变形以整体屈曲为主，不利于缓冲吸能。在对原设计的耐撞性分析的基础上，建议对原有牵引梁结构加以改进，并在前端增加两组不同尺寸和厚度的带圆角的方管作为缓冲吸能管，考虑了在缓冲管中填充泡沫铝与否，形成了4种设计方案。数值模拟结果表明，与原设计方案相比，新方案的整个头车的吸能量有大幅度提高，刚性墙反力的峰值也有一定程度的降低，采用大的圆角半径的厚管并填充泡沫铝的方案的改进效果最明显。
2015, 35(2): 171-176.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0171-06
摘要:
对钢质和铜质金属圆柱壳的轴向冲击动力响应进行了实验研究，记录了两种不同材料圆柱壳在大质量低速冲击下的冲击力时程曲线，得到其屈曲模态。采用高速摄像及模拟技术给出了钢质圆柱壳渐进屈曲的全过程，为理解钢质圆柱壳的屈曲机理提供了直观的结果。黄铜质圆柱壳在大质量低速冲击下, 出现整个壳面滿布屈曲波纹的塑性动力屈曲现象，说明高速冲击不是产生塑性动力屈曲的充要条件。像铜这样具有高密度的韧性材料，在大质量低速冲击下，会在轴向产生持续的压缩塑性流作用而出现塑性动力屈曲现象。
对钢质和铜质金属圆柱壳的轴向冲击动力响应进行了实验研究，记录了两种不同材料圆柱壳在大质量低速冲击下的冲击力时程曲线，得到其屈曲模态。采用高速摄像及模拟技术给出了钢质圆柱壳渐进屈曲的全过程，为理解钢质圆柱壳的屈曲机理提供了直观的结果。黄铜质圆柱壳在大质量低速冲击下, 出现整个壳面滿布屈曲波纹的塑性动力屈曲现象，说明高速冲击不是产生塑性动力屈曲的充要条件。像铜这样具有高密度的韧性材料，在大质量低速冲击下，会在轴向产生持续的压缩塑性流作用而出现塑性动力屈曲现象。
2015, 35(2): 177-183.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0177-07
摘要:
利用爆炸压力模拟器进行钢筋混凝土简支梁爆炸冲击实验，详细介绍了实验设计，通过实验系统分析了钢筋混凝土(RC)梁变形破坏特征以及钢筋作用机理和对变形破坏的影响，并建立了RC梁的分离式有限元模型，利用LS-DYNA分析了实验过程，对计算结果与实验结果进行了比较，分析了误差产生的原因，得到了爆炸冲击荷载作用下RC梁的损伤破坏特征和机理，可为毁伤评估和结构抗爆设计提供参考。
利用爆炸压力模拟器进行钢筋混凝土简支梁爆炸冲击实验，详细介绍了实验设计，通过实验系统分析了钢筋混凝土(RC)梁变形破坏特征以及钢筋作用机理和对变形破坏的影响，并建立了RC梁的分离式有限元模型，利用LS-DYNA分析了实验过程，对计算结果与实验结果进行了比较，分析了误差产生的原因，得到了爆炸冲击荷载作用下RC梁的损伤破坏特征和机理，可为毁伤评估和结构抗爆设计提供参考。
2015, 35(2): 184-190.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0184-07
摘要:
为了设计和评价爆炸网络的可靠性，研究了影响爆炸网络可靠性的主要因素与可靠性特征量之间的定量关系。通过正交试验和均匀试验方法，首先对23个可能的影响因素建立正交试验分析，筛选出7个影响爆速的主要因素；然后基于主要影响因素构造有效的均匀试验，对试验结果进行回归分析，得到主要因素的取值与爆速间的定量模型。
为了设计和评价爆炸网络的可靠性，研究了影响爆炸网络可靠性的主要因素与可靠性特征量之间的定量关系。通过正交试验和均匀试验方法，首先对23个可能的影响因素建立正交试验分析，筛选出7个影响爆速的主要因素；然后基于主要影响因素构造有效的均匀试验，对试验结果进行回归分析，得到主要因素的取值与爆速间的定量模型。
2015, 35(2): 191-196.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0191-06
摘要:
提出了一种适用于啁啾光纤布拉格光栅CFBG(chirped fiber Bragg grating)传感器测量爆轰波速度的实验公式，该公式考虑了ASE(amplified spontaneous emission)光源的光谱、CFBG的平坦度对测量的影响；研究了CFBG的反射谱线宽与长度的理论关系，并设计了测量CFBG反射谱线宽的实验装置，从而可计算出CFBG长度。搭建了测量CFBG传感器系统常数的实验装置，并利用实验数据拟合了系统常数；用CFBG传感器测量了RDX/TNT(60/40)的旁侧爆轰波速度，与其爆速有3.4%的差异。
提出了一种适用于啁啾光纤布拉格光栅CFBG(chirped fiber Bragg grating)传感器测量爆轰波速度的实验公式，该公式考虑了ASE(amplified spontaneous emission)光源的光谱、CFBG的平坦度对测量的影响；研究了CFBG的反射谱线宽与长度的理论关系，并设计了测量CFBG反射谱线宽的实验装置，从而可计算出CFBG长度。搭建了测量CFBG传感器系统常数的实验装置，并利用实验数据拟合了系统常数；用CFBG传感器测量了RDX/TNT(60/40)的旁侧爆轰波速度，与其爆速有3.4%的差异。
2015, 35(2): 197-202.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0197-06
摘要:
在一维流体动力学程序中，使用了JWLT状态方程，对强爆轰驱动飞片的实验模型进行了数值模拟研究，得到了炸药爆轰产物的压力和密度分布，验证了强爆轰的存在，同时得到了二级飞片自由面的速度曲线，与实验测量结果符合较好，为解释实验结果和设计新的强爆轰实验提供了计算依据，同时验证了程序的正确性。
在一维流体动力学程序中，使用了JWLT状态方程，对强爆轰驱动飞片的实验模型进行了数值模拟研究，得到了炸药爆轰产物的压力和密度分布，验证了强爆轰的存在，同时得到了二级飞片自由面的速度曲线，与实验测量结果符合较好，为解释实验结果和设计新的强爆轰实验提供了计算依据，同时验证了程序的正确性。
2015, 35(2): 203-207.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0203-05
摘要:
利用Euler方程和两步化学反应模型，对低马赫数入流时的驻定斜爆轰波进行了数值模拟，并重点研究了斜爆轰波的驻定过程和结构。数值结果显示，当入流马赫数较低时，即使其本身是附体的，在诱导区后侧的高压区的作用下，斜爆轰波也会从其起始位置向来流方向运动。在这种情况下，斜爆轰波会驻定在靠近斜面前缘的位置，诱导区的长度仅有1 mm左右。通过设置初始条件，让斜爆轰波在斜面前缘附近被触发，则其将一直维持在靠近斜面前缘的位置。
利用Euler方程和两步化学反应模型，对低马赫数入流时的驻定斜爆轰波进行了数值模拟，并重点研究了斜爆轰波的驻定过程和结构。数值结果显示，当入流马赫数较低时，即使其本身是附体的，在诱导区后侧的高压区的作用下，斜爆轰波也会从其起始位置向来流方向运动。在这种情况下，斜爆轰波会驻定在靠近斜面前缘的位置，诱导区的长度仅有1 mm左右。通过设置初始条件，让斜爆轰波在斜面前缘附近被触发，则其将一直维持在靠近斜面前缘的位置。
2015, 35(2): 208-214.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0208-07
摘要:
为了研究扰流板对子母弹抛撒过程中子弹翻转角速度的影响规律，采用二维两相流模型对子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程进行了数值模拟研究。通过计算结果和测试结果的对比，验证了数值模型的可行性和准确性。对流场结构和推弹装置受力状态的对比分析表明，当燃气发生器小孔集中于扰流板上侧时，提高扰流板位置可以有效增大推弹装置受到的翻转合力矩。可为同类型抛撒系统的设计和改进提供理论参考。
为了研究扰流板对子母弹抛撒过程中子弹翻转角速度的影响规律，采用二维两相流模型对子母弹中心燃气式抛撒内弹道过程进行了数值模拟研究。通过计算结果和测试结果的对比，验证了数值模型的可行性和准确性。对流场结构和推弹装置受力状态的对比分析表明，当燃气发生器小孔集中于扰流板上侧时，提高扰流板位置可以有效增大推弹装置受到的翻转合力矩。可为同类型抛撒系统的设计和改进提供理论参考。
2015, 35(2): 215-221.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0215-07
摘要:
基于已有的飞机撞击混凝土结构的实验数据，利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，选用可模拟冲击作用下混凝土性能的4种不同材料模型，在同一接触算法、同一失效准则下，进行飞机撞击混凝土结构的数值模拟与动力学分析，探讨了4种混凝土材料模型在模拟飞机撞击下混凝土结构破坏效应的能力。结果表明：4种混凝土材料模型均能模拟飞机撞击混凝土结构的穿入、散裂、碎甲等局部破坏效应，但在考虑正、背面破坏面积及剩余速度等因素时，MAT072R3和MAT084材料模型的计算结果与实验结果较接近，MAT111材料模型次之，MAT159材料模型有较大的差异。本文的研究结果可为后续评估混凝土结构安全壳抵抗飞机撞击能力时提供基础参数。
基于已有的飞机撞击混凝土结构的实验数据，利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，选用可模拟冲击作用下混凝土性能的4种不同材料模型，在同一接触算法、同一失效准则下，进行飞机撞击混凝土结构的数值模拟与动力学分析，探讨了4种混凝土材料模型在模拟飞机撞击下混凝土结构破坏效应的能力。结果表明：4种混凝土材料模型均能模拟飞机撞击混凝土结构的穿入、散裂、碎甲等局部破坏效应，但在考虑正、背面破坏面积及剩余速度等因素时，MAT072R3和MAT084材料模型的计算结果与实验结果较接近，MAT111材料模型次之，MAT159材料模型有较大的差异。本文的研究结果可为后续评估混凝土结构安全壳抵抗飞机撞击能力时提供基础参数。
2015, 35(2): 222-228.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0222-07
摘要:
运用经典的显式非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，分析了1/7.5缩尺飞机模型撞击钢板混凝土墙的冲击实验。选用两种不同的混凝土材料本构模型(Winfrith模型、CSCM模型)模拟混凝土的非线性破坏过程，将钢板混凝土墙的破坏模式以及飞机模型的残余速度等与实验结果进行了对比。结果表明，有限元分析结果与实验吻合较好，且Winfrith材料模型能够更好地模拟混凝土的大应变、高应变率的非线性性能，验证了钢板混凝土墙和飞机材料本构模型的选取以及整个分析方法的适用性和有效性。
运用经典的显式非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，分析了1/7.5缩尺飞机模型撞击钢板混凝土墙的冲击实验。选用两种不同的混凝土材料本构模型(Winfrith模型、CSCM模型)模拟混凝土的非线性破坏过程，将钢板混凝土墙的破坏模式以及飞机模型的残余速度等与实验结果进行了对比。结果表明，有限元分析结果与实验吻合较好，且Winfrith材料模型能够更好地模拟混凝土的大应变、高应变率的非线性性能，验证了钢板混凝土墙和飞机材料本构模型的选取以及整个分析方法的适用性和有效性。
2015, 35(2): 229-235.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0229-07
摘要:
针对射流传热问题，利用基于RNGk-ε湍流模型的数值方法模拟了射流垂直冲击平板的流动过程，并与实验数据比较，验证了模型的可行性。在此基础上，以火箭喷管入口参数为入口条件，建立了超音速燃气射流垂直冲击平板和冲击浸没平板的计算模型，分析了不同冲击条件下努塞尔数分布规律和温度分布规律, 论述了超音速射流传热的特性及影响传热特性的因素。得到了冲击距离为(14~18)D的努塞尔数取值范围，并表明冲击距离和射流温度是影响传热效率的关键因素；冲击距离增加，传热效率降低，冲击平板表面的射流温度越高，传热效率越高。
针对射流传热问题，利用基于RNGk-ε湍流模型的数值方法模拟了射流垂直冲击平板的流动过程，并与实验数据比较，验证了模型的可行性。在此基础上，以火箭喷管入口参数为入口条件，建立了超音速燃气射流垂直冲击平板和冲击浸没平板的计算模型，分析了不同冲击条件下努塞尔数分布规律和温度分布规律, 论述了超音速射流传热的特性及影响传热特性的因素。得到了冲击距离为(14~18)D的努塞尔数取值范围，并表明冲击距离和射流温度是影响传热效率的关键因素；冲击距离增加，传热效率降低，冲击平板表面的射流温度越高，传热效率越高。
2015, 35(2): 236-242.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0236-07
摘要:
对浮动冲击平台提供给设备的冲击环境及舰载设备在不同冲击环境下的响应进行了数值模拟和理论分析。以美国中型浮动冲击平台为计算模型，将设备基座的冲击环境与德国规范BV 043-85进行了比较，为分析两个体系在设备抗冲击要求中谱加速度的差异，对不同舰载设备进行数值模拟计算，并通过虚拟约束边界模态方法，提出不同冲击环境下基础激励的多自由度系统响应的计算方法。数值分析及理论计算结果表明：冲击谱中谱加速度对舰载设备响应影响较小，而谱位移和谱速度对设备响应有较大影响，理论计算得到的多自由度系统响应与数值模拟结果较一致，同时在进行浮动冲击平台设计时可不考虑谱加速度对设备响应的影响。
对浮动冲击平台提供给设备的冲击环境及舰载设备在不同冲击环境下的响应进行了数值模拟和理论分析。以美国中型浮动冲击平台为计算模型，将设备基座的冲击环境与德国规范BV 043-85进行了比较，为分析两个体系在设备抗冲击要求中谱加速度的差异，对不同舰载设备进行数值模拟计算，并通过虚拟约束边界模态方法，提出不同冲击环境下基础激励的多自由度系统响应的计算方法。数值分析及理论计算结果表明：冲击谱中谱加速度对舰载设备响应影响较小，而谱位移和谱速度对设备响应有较大影响，理论计算得到的多自由度系统响应与数值模拟结果较一致，同时在进行浮动冲击平台设计时可不考虑谱加速度对设备响应的影响。
2015, 35(2): 243-248.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0243-06
摘要:
提出一种具有宏观负泊松比效应的新型蜂窝舷侧防护结构，通过对负泊松比效应蜂窝胞元特殊结构构型设计，实现中等弹速下良好抗爆抗冲击性能。利用有限元动力学分析软件，研究鱼雷或导弹水下对舷侧防护结构的撞击侵入和穿透过程，对比研究了不同蜂窝构型、材料、胞元尺寸和胞壁厚度对舷侧结构抗冲击性能的影响。结果表明，蜂窝防护结构具有良好的抗冲击性能，负泊松比蜂窝构型较正泊松比蜂窝构型抗冲击性能更优。
提出一种具有宏观负泊松比效应的新型蜂窝舷侧防护结构，通过对负泊松比效应蜂窝胞元特殊结构构型设计，实现中等弹速下良好抗爆抗冲击性能。利用有限元动力学分析软件，研究鱼雷或导弹水下对舷侧防护结构的撞击侵入和穿透过程，对比研究了不同蜂窝构型、材料、胞元尺寸和胞壁厚度对舷侧结构抗冲击性能的影响。结果表明，蜂窝防护结构具有良好的抗冲击性能，负泊松比蜂窝构型较正泊松比蜂窝构型抗冲击性能更优。
2015, 35(2): 249-254.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0249-06
摘要:
通过采用压力传感器和烟灰板两种测试设备，开展了常温常压下氢气/丙烷和空气混合气体爆轰性能的实验研究。实验过程中观察到自持爆轰波，爆轰速度比值在0.99~1之间，爆轰压力比值在0.8~1.2之间。爆轰胞格尺寸在10~50 mm范围内，建立了爆轰胞格尺寸和化学诱导长度的关系式。随着丙烷不断添加，爆轰速度减小，而爆轰压力和胞格尺寸增加。这种变化趋势起初较快，而后变缓。因为起初氢气摩尔分数较大，混合气体趋向于氢气/空气的爆轰性能；而后因丙烷摩尔质量较大，丙烷逐渐起主要作用，混合气体表现出丙烷/空气的爆轰性能。
通过采用压力传感器和烟灰板两种测试设备，开展了常温常压下氢气/丙烷和空气混合气体爆轰性能的实验研究。实验过程中观察到自持爆轰波，爆轰速度比值在0.99~1之间，爆轰压力比值在0.8~1.2之间。爆轰胞格尺寸在10~50 mm范围内，建立了爆轰胞格尺寸和化学诱导长度的关系式。随着丙烷不断添加，爆轰速度减小，而爆轰压力和胞格尺寸增加。这种变化趋势起初较快，而后变缓。因为起初氢气摩尔分数较大，混合气体趋向于氢气/空气的爆轰性能；而后因丙烷摩尔质量较大，丙烷逐渐起主要作用，混合气体表现出丙烷/空气的爆轰性能。
2015, 35(2): 255-260.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0255-06
摘要:
为了研究炸药参数对高锰钢爆炸硬化效果的影响，对两种不同密度的炸药进行爆速测试，并利用该炸药分别对高锰钢试样进行爆炸硬化实验，测试了从硬化表面向材料内部的硬度、抗拉强度和冲击韧性随深度的变化。测试结果表明：高锰钢试样在相同深度下，经过密度1.38 g/cm3炸药3次爆炸硬化得到的硬度大于密度1.48 g/cm3炸药2次爆炸硬化后的硬度，而冲击韧性小于密度1.48 g/cm3炸药作用后的冲击韧性；从爆炸硬化表面向下15 mm内，经过密度1.38 g/cm3炸药3次爆炸硬化得到的抗拉强度大于密度1.48 g/cm3炸药2次爆炸硬化后的抗拉强度，但深度大于15 mm时，经过密度1.38 g/cm3炸药3次爆炸硬化得到的抗拉强度小于密度1.48 g/cm3炸药2次爆炸硬化后的抗拉强度。从硬化后试件的硬度、抗拉强度以及冲击韧性这3方面考虑，使用单次爆炸冲量较小的炸药进行多次爆炸硬化效果较好。
为了研究炸药参数对高锰钢爆炸硬化效果的影响，对两种不同密度的炸药进行爆速测试，并利用该炸药分别对高锰钢试样进行爆炸硬化实验，测试了从硬化表面向材料内部的硬度、抗拉强度和冲击韧性随深度的变化。测试结果表明：高锰钢试样在相同深度下，经过密度1.38 g/cm3炸药3次爆炸硬化得到的硬度大于密度1.48 g/cm3炸药2次爆炸硬化后的硬度，而冲击韧性小于密度1.48 g/cm3炸药作用后的冲击韧性；从爆炸硬化表面向下15 mm内，经过密度1.38 g/cm3炸药3次爆炸硬化得到的抗拉强度大于密度1.48 g/cm3炸药2次爆炸硬化后的抗拉强度，但深度大于15 mm时，经过密度1.38 g/cm3炸药3次爆炸硬化得到的抗拉强度小于密度1.48 g/cm3炸药2次爆炸硬化后的抗拉强度。从硬化后试件的硬度、抗拉强度以及冲击韧性这3方面考虑，使用单次爆炸冲量较小的炸药进行多次爆炸硬化效果较好。
2015, 35(2): 261-266.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0261-06
摘要:
从二次仪表对冲击波的峰值、持续时间和比冲量3个主要参数的影响出发，首先构建了冲击波信号用以分析冲击波信号特性；搭建了适配器等效电路，对适配器的低频特性进行了实验研究；在MATLAB平台上构建了5种常用滤波器模型，模拟了不同类型滤波器和不同截止频率下测试系统的输出。模拟和实验结果表明：适配器的低频特性影响冲击波信号的持续时间和比冲量；在5种滤波器中贝塞尔滤波器最适合冲击波测试系统；滤波器截止频率对冲击波超压峰值影响明显；小型试验对测试系统的带宽要求高。
从二次仪表对冲击波的峰值、持续时间和比冲量3个主要参数的影响出发，首先构建了冲击波信号用以分析冲击波信号特性；搭建了适配器等效电路，对适配器的低频特性进行了实验研究；在MATLAB平台上构建了5种常用滤波器模型，模拟了不同类型滤波器和不同截止频率下测试系统的输出。模拟和实验结果表明：适配器的低频特性影响冲击波信号的持续时间和比冲量；在5种滤波器中贝塞尔滤波器最适合冲击波测试系统；滤波器截止频率对冲击波超压峰值影响明显；小型试验对测试系统的带宽要求高。
2015, 35(2): 267-272.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0267-06
摘要:
为了研制一种具有特殊功能的爆燃动力装置，并确保该爆燃动力装置做功能力的精确化，涉及一种爆燃动力装置的内弹道数值模拟、优化设计及实验验证技术。在建立爆燃动力装置内弹道物理模型、分析装置做功过程的基础上，应用经典内弹道理论，获得了爆燃动力装置内弹道数学模型，并开展内弹道数值模拟；依据爆燃动力装置评价指标，确定了遗传算法的目标函数、优化设计变量及约束条件，获得了爆燃动力装置内弹道设计的优化解；依据相似理论原理，开展了爆燃动力装置推门模拟实验。实验表明，建立的爆燃动力装置内弹道数学模型合理，爆燃动力装置内弹道优化设计结果较理想。
为了研制一种具有特殊功能的爆燃动力装置，并确保该爆燃动力装置做功能力的精确化，涉及一种爆燃动力装置的内弹道数值模拟、优化设计及实验验证技术。在建立爆燃动力装置内弹道物理模型、分析装置做功过程的基础上，应用经典内弹道理论，获得了爆燃动力装置内弹道数学模型，并开展内弹道数值模拟；依据爆燃动力装置评价指标，确定了遗传算法的目标函数、优化设计变量及约束条件，获得了爆燃动力装置内弹道设计的优化解；依据相似理论原理，开展了爆燃动力装置推门模拟实验。实验表明，建立的爆燃动力装置内弹道数学模型合理，爆燃动力装置内弹道优化设计结果较理想。
2015, 35(2): 273-277.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0273-05
摘要:
根据爆炸能量相似律，提出了采用化爆模拟核爆在石灰岩中爆炸的冲击震动效应的方法。通过对核爆和化爆分别在石灰岩中爆炸的冲击震动效应的分析，建立了化爆与核爆之间自由场峰值应力和峰值速度的模拟关系式，并利用最小二乘法，拟合出了最终的模拟表达式。经过对关系式的计算表明：拟合出的关系式较可靠，在已知化爆的基础上可近似计算核爆的峰值应力及峰值速度。
根据爆炸能量相似律，提出了采用化爆模拟核爆在石灰岩中爆炸的冲击震动效应的方法。通过对核爆和化爆分别在石灰岩中爆炸的冲击震动效应的分析，建立了化爆与核爆之间自由场峰值应力和峰值速度的模拟关系式，并利用最小二乘法，拟合出了最终的模拟表达式。经过对关系式的计算表明：拟合出的关系式较可靠，在已知化爆的基础上可近似计算核爆的峰值应力及峰值速度。
2015, 35(2): 278-284.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0278-07
摘要:
根据爆破峰值速度衰减规律及危岩体主控结构面的假定，通过欧拉方程确定作用于危岩体峰值爆破荷载，并对峰值荷载进行修正得到时程爆破惯性力，建立了3类危岩体动力物理模型及计算模型，结合极限平衡方法得到3类危岩体动力稳定系数计算方法，选取最小的稳定性系数作为整个危岩体的动力稳定性系数，最终给出了3类危岩动力稳定性评价方法。以重庆市万州区太白危岩体为例，选取5个代表性危岩体进行动力稳定性计算，结果表明，3类危岩体动力稳定系数计算方法能较好地评价和反映危岩体的动力性态。
根据爆破峰值速度衰减规律及危岩体主控结构面的假定，通过欧拉方程确定作用于危岩体峰值爆破荷载，并对峰值荷载进行修正得到时程爆破惯性力，建立了3类危岩体动力物理模型及计算模型，结合极限平衡方法得到3类危岩体动力稳定系数计算方法，选取最小的稳定性系数作为整个危岩体的动力稳定性系数，最终给出了3类危岩动力稳定性评价方法。以重庆市万州区太白危岩体为例，选取5个代表性危岩体进行动力稳定性计算，结果表明，3类危岩体动力稳定系数计算方法能较好地评价和反映危岩体的动力性态。
2015, 35(2): 285-288.
doi: 10.11883/1001-1455-(2015)02-0285-04
摘要:
激光驱动飞片冲击起爆技术具有很强的抗电磁干扰能力和可以直接起爆钝感炸药等优点，能够满足现代战场对火工系统的高安全性和高可靠性要求。HNS-Ⅳ是最适合激光驱动飞片冲击起爆技术的药剂。本文中在6种不同激光能量下，测试了Al/Al2O3/Al复合飞片和Al单层飞片对HNS-Ⅳ药剂(装药密度为1.5 g/cm3)的冲击起爆情况。实验实现了激光驱动飞片对HNS-Ⅳ的成功起爆。在217~245 mJ激光能量范围内，激光驱动Al/Al2O3/Al复合飞片均可成功完全起爆HNS-Ⅳ药柱。Al单层飞片均未成功起爆HNS-Ⅳ药柱。飞片冲击压力对激光驱动飞片冲击起爆HNS-Ⅳ起决定作用。
激光驱动飞片冲击起爆技术具有很强的抗电磁干扰能力和可以直接起爆钝感炸药等优点，能够满足现代战场对火工系统的高安全性和高可靠性要求。HNS-Ⅳ是最适合激光驱动飞片冲击起爆技术的药剂。本文中在6种不同激光能量下，测试了Al/Al2O3/Al复合飞片和Al单层飞片对HNS-Ⅳ药剂(装药密度为1.5 g/cm3)的冲击起爆情况。实验实现了激光驱动飞片对HNS-Ⅳ的成功起爆。在217~245 mJ激光能量范围内，激光驱动Al/Al2O3/Al复合飞片均可成功完全起爆HNS-Ⅳ药柱。Al单层飞片均未成功起爆HNS-Ⅳ药柱。飞片冲击压力对激光驱动飞片冲击起爆HNS-Ⅳ起决定作用。
